Экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88

N+1Наука

Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом

Марат Хамадеев

Aaron W. Young et al. / Science, 2022

Американские физики экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88 в ячейках двумерной оптической решетки. Распределение и расширение атомной волновой функции в их работе оказалось в хорошем согласии с простой моделью вплоть до области в сотню узлов. Ученые также продемонстрировали, как блуждания можно использовать для реализации квантового алгоритма поиска с оракулом. Исследование опубликовано в Science.

Случайными блужданиями называют математическую модель процесса, в котором точка в некотором пространстве совершает последовательность случайных шагов. Пространство может иметь любую природу, а сама модель максимально универсальна, из-за чего она находит применение во множестве различных сфер. С ее помощью ученые описывают броуновское движение молекул, перемещение животных, появления новых научных идей, шансы на победу в спортивных состязаниях и даже смену светлых и темных полос в жизни человека. Мощь этого метода была отмечена вручением Абелевской премии в 2020.

Как и многие другие классические модели и игры, случайные блуждания подверглись квантовому обобщению. Квантовые блуждания отличаются способностью частицы находиться в суперпозиции состояний, соответствующих шагам в различных направлениях. Это приводит к необычным эффектам, например, квантовой интерференции и обратимой унитарной эволюции. Случайность включает в себя стохастические эффекты, приводящие к потере когерентности и даже коллапсу волновой функции.

Такие свойства модели делают ее подходящей для квантовых вычислений и квантовых симуляций. Квантовые блуждания наиболее всего подходят к перемещению холодных электронов в кристаллической решетке, описываемых моделью Хаббарда. Для того, чтобы симуляция их динамики с помощью блужданий приносила ощутимую пользу, число узлов решетки должно быть велико. Масштабирование различных физических платформ (фотоны, ядерные спины, ионы и многое другое), подходящих для этого, так или иначе, сталкивается с проблемой шумов, которые нарушают когерентность.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций Секвенирование ДНК из воздуха сообщило о составе биомов и человеческих популяций

Секвенирование ДНК как способ быстрого и неинвазивного анализа биомов

N+1
«Охота на девушек»: как модельный бизнес зарабатывал на торговле подростками «Охота на девушек»: как модельный бизнес зарабатывал на торговле подростками

Возможно ли изменить модельный бизнес с помощью кино?

Forbes
«Астероиды: рожденные пламенем» «Астероиды: рожденные пламенем»

Как ученые научились анализировать состав астероидов

N+1
Вот что будет с телом, если каждый день стоять в планке Вот что будет с телом, если каждый день стоять в планке

Действительно ли планка — идеальное упражнение?

ТехИнсайдер
Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку

Мы раскрыли тайну османских красавиц — бери их ключевые бьюти-правила на заметку

VOICE
Аркадий Ипполитов Аркадий Ипполитов

Аркадий Ипполитов — о денди и экс-барабанщике группы «Кино» Георгии Гурьянове

Собака.ru
Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией Возобновляемый ресурс: как отработанное ядерное топливо может залить мир энергией

Могут ли отходы от ядерного топлива стать ценнейшей энергией?

Forbes
Мест нет: что такое овербукинг и как он может помешать вашему путешествию Мест нет: что такое овербукинг и как он может помешать вашему путешествию

Зачем на каждый рейс продают больше билетов, чем кресел в самолете?

Вокруг света
От бомбочек с содой к ягелю и морошке: как бренд крафтовой косметики из Излучинска нашел свою нишу От бомбочек с содой к ягелю и морошке: как бренд крафтовой косметики из Излучинска нашел свою нишу

Как аллергия приводит к новому хобби, а хобби превращается в бизнес

Inc.
Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов Тестируем Mitsubishi Eclipse Cross: гонять и никаких понтов

Mitsubishi Eclipse Cross — оптимальный универсальный автомобиль

Maxim
Работа — стиль жизни, коллектив — семья: работники рассказывают о «тревожных звоночках» на собеседованиях Работа — стиль жизни, коллектив — семья: работники рассказывают о «тревожных звоночках» на собеседованиях

Какие высказывания нанимателей на собеседованиях считаются «тревожным звоночком»

VC.RU
На службе у зла: кто составлял «серую зону» между нацистами и их жертвами На службе у зла: кто составлял «серую зону» между нацистами и их жертвами

Как Третий рейх вовлекал в преступления тех, кто сам страдал от нацистов

Forbes
Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии Правда ли, что искусственный интеллект научился выявлять рак точнее рентгенолога: прорыв в диагностике онкологии

Может ли искусственный интеллект выявить рак? Как это поможет врачам?

ТехИнсайдер
«Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм «Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм

Отрывок из книги Джонатана Райсмена «Неизведанное тело» — о травмах глаз

N+1
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития

Почему в одних странах в сверхъестественное верят меньше, чем в других?

N+1
«Другой папа». Как построить новые отношения женщине с детьми «Другой папа». Как построить новые отношения женщине с детьми

Женщина второй раз выходит замуж. Как в этом случае вести себя с ребенком?

СНОБ
О чем разговаривать с пожилыми людьми? О чем разговаривать с пожилыми людьми?

Как избежать взаимного раздражения во время разговора с пожилыми родителями?

Psychologies
Жить – можно Жить – можно

Что такое «биполярка» и почему шизофрения больше не приговор?

Psychologies
Почему ты должен платить за воздух Почему ты должен платить за воздух

Прогресс привел к загрязнению атмосферы, но дал нам очистители воздуха для дома

Maxim
О бесполезности больших рогов: как биологи смирились с женскими причудами О бесполезности больших рогов: как биологи смирились с женскими причудами

Загадки размножения и половой отбор

СНОБ
Боязнь пропустить интересное: 8 признаков зависимости от смартфона Боязнь пропустить интересное: 8 признаков зависимости от смартфона

Проверьте, не попали ли вы в цифровую кабалу

Psychologies
Некоторые равнее: как борьба за права женщин столкнулась с внутренним расизмом Некоторые равнее: как борьба за права женщин столкнулась с внутренним расизмом

Почему цветные феминистки были слабо вовлечены в борьбу против дискриминации?

Forbes
«Вещная жизнь: материальность позднего социализма». «Вещная жизнь: материальность позднего социализма».

Отрывок из книги «Вещная жизнь» — о том, как железо в СССР было связано с силой

N+1
Послевоенные преступления Послевоенные преступления

Жан-Пьер Мельвиль и его нуары

Weekend
Праведник из камеры смертников: как убийца чуть не получил Нобелевскую премию за детские книги Праведник из камеры смертников: как убийца чуть не получил Нобелевскую премию за детские книги

Преступник, который выдвигался на Нобелевскую премию девять раз

VOICE
Почему болит голова? Объяснение психолога Почему болит голова? Объяснение психолога

Есть ли психологические причины у головных болей, и как их обнаружить?

Psychologies
Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать

Что делать, если природа не подарила тебе изящные ногти?

VOICE
Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны

Как легко подключить лэптоп к обычному монитору?

CHIP
Открыть в приложении